【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测，具体为一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法。
技术介绍
1、地铁隧道管片通常由特殊材料制成，可以很好地进行防水、防火、降噪、隔热等功能。地铁隧道管片的安装位置一般在隧道墙壁或顶部，通过连接形成管道系统，为地铁隧道提供必要的基础设施。为了防止地铁隧道管片后空洞过大造成渗水和承载荷载等安全隐患，需要定期对空洞位置进行检测。一种常见的检测方法是超声波检测法，利用超音波发射器生成声波，并通过分析声波在管片上的反射情况来识别管片后的空洞位置和大小。
2、由于空洞的大小不同，由于超声波在空洞内壁发生衍射现象，过深和过大会导致超声波的反射信号强度减弱，使得探伤信号的清晰度降低，反射信号会分散，难以明确检测到孔洞的位置和大小，现有的检测方法往往采用一个大功率发射源来保证精确度，缓慢移动至不同位置进行多次检测，十分浪费能源且检测覆盖宽泛。因此，设计节能且检测精确的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，该检测方法采用检测系统进行工作，该系统包括位置确定模块、大小分析模块，所述位置确定模块用于确定管片后的空洞具体位置坐标，所述大小分析模块用于对管片后的空洞大小和形状进行分析。
3、根据上述技术方案，所述位置确定模块包括移动端、超声发射集成端
4、所述移动端用于控制超声发射集成端的前后移动和贴合管片的圆周摆动，所述超声发射集成端用于将多个超声波发射单元集成和排列在一起，所述超声波发射单元用于向管片发射超声波进行检测，所述超声反射接收端用于接收管片反射回来的超声波信号，所述探测点位建立模块用于以超声波发射单元的排列位置为基准建立隧道内管片的平面坐标系，并对各个探测点位在平面坐标系内的坐标位置进行确定，所述临界响应判断模块用于判断每个探测点位的超声波反射强度，对当前位置的管片后是否存在空洞进行判断。
5、根据上述技术方案，所述大小分析模块包括功率分配模块、深度成像模块、高功率触发模块、低响应面积计算模块、额外供电单元，所述功率分配模块与临界响应判断模块电连接，所述深度成像模块与超声反射接收端电连接，所述高功率触发模块与低响应面积计算模块和额外供电单元电连接；
6、所述功率分配模块用于对超声波发射单元的发射功率进行分配，所述深度成像模块用于根据超声反射接收端接收回来的超声波信号对空洞进行剖面成像，所述高功率触发模块用于对不间断的空洞区域对应的超声波发射单元进行高功率的工作触发，所述低响应面积计算模块用于对空洞区域面积进行计算并判断是否在两个探测点位之间的空洞是否不间断，所述额外供电单元用于向超声波发射单元提供额外电源输入。
7、根据上述技术方案，包括以下主要步骤：s0、将移动端放置于隧道的中间底部位置，并调整超声发射集成端的位置并使之与管片相邻；
8、s1、使得各个超声波发射单元以正常功率进行工作，并在一个隧道平面内进行扫掠，同时建立隧道内管片的平面坐标系，对探测点位进行标记；
9、s2、超声反射接收端进行超声波反射信号的接收，当出现某个探测点位低于正常响应的信号接收强度时，则判断此位置的管片后存在空洞，并标记空洞位置；
10、s3、利用功率分配模块对低于正常响应区域的超声波发射单元进行功率的增加，正常响应区域的超声波发射单元的功率降低，以形成更加清晰的反射信号；
11、s4、利用深度成像模块对当前探测截面的隧道进行空洞的具体成像，成像完毕后使得移动端沿着隧道移动一段距离，对下一个截面的隧道进行超声波检测；
12、s5、当低响应面积计算模块判断出两个探测点位之间的空洞不间断时，判断为大且深的孔洞，利用高功率触发模块对当前探测点位的超声波发射单元直接进行高功率的输入。
13、根据上述技术方案，上述步骤s3中，各个超声波发射单元的正常功率为p0，超声发射集成端的输入功率为∑p0，当某个探测点位低于正常超声波反射强度p0时，即p＜p0时，为当前探测点位的超声波发射单元分配临时功率px，使得调整后的功率p＝p0+px，其他没有空洞的探测点位的超声波发射单元相应降低功率p，并维持∑p0不变。
14、根据上述技术方案，上述步骤s3中，临时功率px的分配方法为，其中β为超声波反射强度与功率调整幅度的换算系数，n个低于正常超声波反射强度的探测点位的临时功率px之和为其他没有空洞的探测点位的超声波发射单元的功率其中n为超声波发射单元的总数。
15、根据上述技术方案，上述步骤s5中，低响应面积计算模块的工作步骤为：通过临界响应判断模块计算当前探测点位的反射信号强度为p1，则空洞相对大小为其中α为反射信号强度与空洞相对大小的换算系数，另一个相邻的探测点位的空洞相对大小为如果两个相邻的探测点位所计算出的空洞相对大小之和超过低响应设定值w，即则意味着两个探测点位之间的空洞不间断，此时通过高功率触发模块引入额外电源对当前的两个探测点位输入高功率pm进行工作。
16、根据上述技术方案，上述步骤s1-s5中，记录某个探测点位的坐标为(xj,yk)，其周边的探测点位坐标为(xj+1,yk)、(xj-1,yk)、(xj,yk+1)、(xj,yk-1)，如果探测点位位于超声发射集成端的边缘则省去对应的点位坐标，根据各个探测点位坐标位置对空洞的具体坐标位置进行计算，并且分别计算某个探测点位与其相邻的四个探测点位的低响应设定值w，以此得出不间断空洞的具体形状。
17、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术，采用集成式的多个超声波发射单元并进行功率的单独控制，通过对超声波的响应情况进行测定，随着反射信号强度减弱，会增加此位置的超声波发射功率，在不增加耗能的前提下实现恰当的功率分配，由于是对一个大覆盖面内的特定位置进行针对性地检测，检测覆盖精确，更加清楚地反应空洞的位置和大小。
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1.一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：该检测方法采用检测系统进行工作，该系统包括位置确定模块、大小分析模块，所述位置确定模块用于确定管片后的空洞具体位置坐标，所述大小分析模块用于对管片后的空洞大小和形状进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：所述位置确定模块包括移动端、超声发射集成端、超声反射接收端、探测点位建立模块、临界响应判断模块，所述超声发射集成端由多个超声波发射单元共同组建而成，所述移动端与超声发射集成端机械连接，所述超声反射接收端与超声发射集成端电连接，所述探测点位建立模块与超声反射接收端和超声发射集成端均电连接，所述临界响应判断模块与超声反射接收端电连接；
3.根据权利要求2所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：所述大小分析模块包括功率分配模块、深度成像模块、高功率触发模块、低响应面积计算模块、额外供电单元，所述功率分配模块与临界响应判断模块电连接，所述深度成像模块与超声反射接收端电连接，所述高功率触发模块与低响应面积计算模块和额外供电单元电连接；
4.根据权
5.根据权利要求4所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：上述步骤S3中，各个超声波发射单元的正常功率为P0，超声发射集成端的输入功率为∑P0，当某个探测点位低于正常超声波反射强度p0时，即p＜p0时，为当前探测点位的超声波发射单元分配临时功率Px，使得调整后的功率P＝P0+Px，其他没有空洞的探测点位的超声波发射单元相应降低功率P，并维持∑P0不变。
6.根据权利要求5所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：上述步骤S3中，临时功率Px的分配方法为，其中β为超声波反射强度与功率调整幅度的换算系数，n个低于正常超声波反射强度的探测点位的临时功率Px之和为其他没有空洞的探测点位的超声波发射单元的功率其中N为超声波发射单元的总数。
7.根据权利要求6所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：上述步骤S5中，低响应面积计算模块的工作步骤为：通过临界响应判断模块计算当前探测点位的反射信号强度为p1，则空洞相对大小为其中α为反射信号强度与空洞相对大小的换算系数，另一个相邻的探测点位的空洞相对大小为如果两个相邻的探测点位所计算出的空洞相对大小之和超过低响应设定值W，即则意味着两个探测点位之间的空洞不间断，此时通过高功率触发模块引入额外电源对当前的两个探测点位输入高功率Pm进行工作。
8.根据权利要求7所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：上述步骤S1-S5中，记录某个探测点位的坐标为(Xj，Yk)，其周边的探测点位坐标为(Xj+1，Yk)、(Xj-1，Yk)、(Xj，Yk+1)、(Xj，Yk-1)，如果探测点位位于超声发射集成端的边缘则省去对应的点位坐标，根据各个探测点位坐标位置对空洞的具体坐标位置进行计算，并且分别计算某个探测点位与其相邻的四个探测点位的低响应设定值W，以此得出不间断空洞的具体形状。
...【技术特征摘要】
1.一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：该检测方法采用检测系统进行工作，该系统包括位置确定模块、大小分析模块，所述位置确定模块用于确定管片后的空洞具体位置坐标，所述大小分析模块用于对管片后的空洞大小和形状进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：所述位置确定模块包括移动端、超声发射集成端、超声反射接收端、探测点位建立模块、临界响应判断模块，所述超声发射集成端由多个超声波发射单元共同组建而成，所述移动端与超声发射集成端机械连接，所述超声反射接收端与超声发射集成端电连接，所述探测点位建立模块与超声反射接收端和超声发射集成端均电连接，所述临界响应判断模块与超声反射接收端电连接；
3.根据权利要求2所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：所述大小分析模块包括功率分配模块、深度成像模块、高功率触发模块、低响应面积计算模块、额外供电单元，所述功率分配模块与临界响应判断模块电连接，所述深度成像模块与超声反射接收端电连接，所述高功率触发模块与低响应面积计算模块和额外供电单元电连接；
4.根据权利要求3所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：包括以下主要步骤：
5.根据权利要求4所述的一种地铁隧道管片后空洞位置检测方法，其特征在于：上述步骤s3中，各个超声波发射单元的正常功率为p0，超声发射集成端的输入功率为∑p0，当某个探测点位低于正常超声波反射强度p0时，即p＜p0时，为当前探测点位的超声波发射单元分配临时功率p...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，孙东涛，佟涛，涂露，陈云朋，马赫，
申请(专利权)人：中交第三公路工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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